Результат интеллектуальной деятельности: Гирокоординатор головки самонаведения

Изобретение относится к области управляемого вооружения, а именно к гирокоординаторам головок самонаведения, используемых в системах управления артиллерийских управляемых снарядов и управляемых ракет.

Известен гирокоординатор (ГК) головки самонаведения артиллерийского управляемого снаряда «Копперхед» ["Electronic packaging and production" 1980 г., volume 20, number 5, с. 68-86, рис. 11], содержащий корпус, ротор, на передней торцевой поверхности которого выполнено зеркало, ориентированный по продольной оси снаряда и установленный во внутреннем кардановом подвесе, размещенном в основании. В расточке основания помещен пружинный двигатель, наружный конец которого жестко соединен с корпусом, а внутренний разъемно со втулкой, установленной на оси ротора, размещенной во внутренней полости. С целью исключения воздействия на опоры и рамки карданова подвеса инерционной нагрузки ротора в конструкцию гирокоординатора введена специальная втулка "Gotcha", размещенная между ротором и корпусом и выполненная в виде подвижного в осевом направлении разрезного кольца с выступами, контактирующими с проточкой в теле ротора. Втулка обеспечивает передачу инерционного усилия, создаваемого массой ротора при выстреле, на корпус прибора, минуя опоры и рамки карданова подвеса. Приводится ГК в действие пиропатроном.

Конструкция прибора, обеспечивая устойчивость к действию продольного ускорения после его разарретирования, не позволяет его применять при использовании других схем построения гирокоординатора, например, когда оптическая система и приемник излучения установлены во внутренней рамке карданова подвеса, так как этому препятствует ось ротора, размещенная во внутренней полости ГК.

Известен гирокоординатор головки самонаведения [патент РФ №2177600, 24.07.2000], содержащий корпус, ротор на внутреннем кардановом подвесе, во внутренней рамке которого размещены оптическая система с приемником излучения, установленном в основании карданова подвеса, помещенном в корпусе, пружинный двигатель, размещенный в корпусе и соединенный разъемно с ротором, пиротехнический элемент. С целью повышения ударной прочности ротор установлен с возможностью контактирования задней торцевой поверхностью с опорной поверхностью корпуса, а основание установлено в корпусе с возможностью поворота и продольного перемещения дополнительно введенным упругим элементом сжатия - кручения. На заднем торце основания карданова подвеса закреплена втулка с выступом и пазом, с которым взаимодействует ступенью большего диаметра двухступенчатый цилиндрический подпружиненный фиксатор, установленный параллельно продольной оси во фланце, закрепленном на задней стенке корпуса. Во фланце установлен пиротехнический элемент, контактирующий со ступенью меньшего диаметра фиксатора, и выполнена ограничительная поверхность, контактирующая с выступом втулки, на которой также выполнен паз, и закрепленной на заднем торце основания. На опорной поверхности корпуса установлен упор, входящий в паз, выполненный на задней торцевой поверхности ротора. Величина перекрытия в осевом направлении большего диаметра фиксатора с пазом втулки меньше рабочего хода пиротехнического элемента, а величина продольного перемещения основания больше глубины вхождения упора в паз ротора.

Недостатком конструкции прибора является низкая устойчивость к продольному ускорению, возникающему при работе разгонного двигателя, вследствие возможности сжатия пружины под действием инерционной нагрузки ротора после его разарретирования.

Задачей изобретения является обеспечение устойчивости гирокоординатора головки самонаведения к продольному ускорению при сохранении жесткости упругого элемента в продольном направлении, обеспечивающей непревышение допустимых инерционных нагрузок массы ротора на подшипниковые опоры карданова подвеса при разарретировании.

Указанная задача достигается тем, что в гирокоординаторе головки самонаведения управляемого ракетного и артиллерийского вооружения, содержащем корпус, ротор на внутреннем кардановом подвесе, во внутренней рамке которого размещены оптическая система и приемник излучения, основание карданова подвеса, установленное в корпусе с возможностью поворота и продольного перемещения упругим элементом сжатия - кручения, на заднем торце основания установлена втулка с выступом и пазом, контактирующая выступом с ограничительной поверхностью, выполненной во фланце, закрепленном на задней стенке корпуса, фиксатор, в нем на выступе втулки со стороны, направленной к ограничительной поверхности, в направлении поворота выполнен уступ, а на ограничительной поверхности, контактирующей с выступом в направлении поворота, выполнен паз, расстояние до которого от опорной плоскости ограничительной поверхности в продольном направлении равно перемещению основания карданова подвеса при разарретировании за вычетом высоты уступа в продольном направлении.

На фиг. 1 и 2 изображен общий вид описываемого устройства в осевом сечении и необходимый разрез.

Ротор 1 в кардановом подвесе, состоящем из внутренней 2 и наружной 3 рамок, установлен в основании карданова подвеса 4. Во внутренней рамке размещены оптическая система 5 и приемник излучения 6. Основание 4 через хвостовик 7 установлено в корпусе 8 с возможностью перемещения в продольном и угловом направлениях под действием упругого элемента сжатия - кручения 9. В расточке корпуса 8 размещен пружинный двигатель 10, который через привод ротора 11 обеспечивает разгон ротора 1 до рабочих оборотов. По окончании разгона привод осуществляет расстыковку с ротором, обеспечивая возможность его прокачки.

На хвостовике 7 основания карданова подвеса закреплена втулка 12, которая в заарретированном положении своими выступами А контактирует с ограничительной поверхностью 13, выполненной во фланце 14, установленном на задней стенке корпуса 8. При этом на одном из выступов, в направлении вращения под действием крутящего момента упругого элемента 9, выполнен уступ 15, а в пазу 16 ограничительной поверхности 13, в который входит выступ с уступом, на расстоянии Б от опорной поверхности, с которой контактируют торцевые поверхности выступов, равном величине перемещения основания 4 карданова подвеса при разарретировании за вычетом высоты уступа в продольном направлении, выполнен паз 17, ширина которого обеспечивает вхождение в него уступа. Удержание втулки 12 в угловом положении, обеспечивающем контактирование выступа А с ограничительной поверхностью 13, осуществляется фиксирующим механизмом, состоящим из двухступенчатого подпружиненного цилиндра 18, установленного подвижно в осевом направлении во фланце 14 параллельно продольной оси ГК и пиротехнического элемента 19, размещенного в резьбовой втулке 20. Одной ступенью большего диаметра фиксатор 15 входит в паз 21, выполненный во втулке 12, а торцевая поверхность другой ступени большего диаметра контактирует с пиротехническим элементом 19.

Удержание ротора от вращения под действием момента пружинного двигателя обеспечивается за счет взаимодействия паза 22, выполненного на задней торцевой поверхности ротора 1, с упором 23, установленным на опорном торце корпуса 8.

Головка самонаведения, в состав которой входит гирокоординатор, может захватывать цель как на траектории полета, так и на пусковой установке. Работает гирокоординатор следующим образом. При формировании головкой самонаведения сигнала «Захват» на пиротехнический элемент 19 подается импульс тока. Пиротехнический элемент, срабатывая, перемещает фиксатор 18, в результате чего он выходит из паза 21 втулки 12. Под действием крутящего момента пружины 9 основание карданова подвеса 4 разворачивается, выступ А втулки 12 сходит с ограничительной поверхности 13 и основание вместе с ротором под действием усилия пружины 9 перемещается, отходя от опорной поверхности корпуса 8. При этом упор 23 выходит из паза 22 на торцевой поверхности ротора, и ротор под действием крутящего момента начинает разгоняться. Основание 4, переместившись в продольном направлении на величину высоты выступов А, доворачивается под действием момента кручения, и уступ 15 входит в паз 17 на ограничительной поверхности, обеспечивая фиксацию в продольном направлении. Когда величина крутящего момента пружинного двигателя станет равной нулю, поводки привода ротора И складываются, обеспечивая ротору свободу прокачки.

Применение замка в виде уступа, входящего в паз, позволило использовать упругий элемент с продольным усилием 50 Н. Инерционное усилие, действующее на опоры и рамки карданова подвеса, возникающее при торможении в течение 0,001 с ротора массой 0,65 кг после перемещения на 4 мм в процессе разарретирования, составляет порядка 75 Н. В случае использования для обеспечения устойчивости к продольному ускорению только усилия упругого элемента, его величина при продольной перегрузке, вызванной работой маршевого двигателя, порядка 150 единиц, массе подвижных частей 0,65 кг должна быть порядка 1000 Н, что приведет при разарретировании к воздействию на опоры инерционного усилия величиной порядка 2275 Н при одинаковых массах и жесткостных характеристиках конструктивных элементов, что существено превышает допустимые нагрузки приборных подшипников.